中国科大构建出基于纠缠的城域量子网络

中国科大构建出基于纠缠的城域量子网络通过量子态的远程传输来构建量子网络是大尺度量子信息处理的基本要素。基于量子网络，可以实现广域量子密钥分发以及分布式量子计算和量子传感，构成未来“量子互联网”的技术基础。目前，基于单光子传输的量子密钥网络已发展成熟，而面向分布式量子计算、分布式量子传感等进一步量子网络应用，需要采用量子中继技术在远距离量子存储器间构建量子纠缠，在此基础上通过广域量子隐形传态将各个量子信息处理节点连接起来。新研究使得现实量子纠缠网络的距离由几十米提升至几十公里，为后续开展分布式量子计算、分布式量子传感等量子网络应用奠定基础，该研究是国际首个城域多节点量子网络实验。《自然》杂志也在同一期发表了美国哈佛大学Lukin团队的相关实验进展，该团队首次在SiV色心体系实现了双节点远距离纠缠。二者相比，中国科大成果在纠缠效率方面有明显优势，比哈佛大学的研究高两个数量级以上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1431095.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1431095.htm

中国科学家构建国际首个基于纠缠的城域量子网络

中国科学家构建国际首个基于纠缠的城域量子网络近日，中国科学技术大学潘建伟、包小辉、张强等科研人员首次采用单光子干涉在独立存储节点间建立纠缠，并以此为基础构建了国际首个基于纠缠的城域三节点量子网络。该工作使得现实量子纠缠网络的距离由以往的几十米整整提升了三个数量级至几十公里，为后续开展盲量子计算、分布式量子计算、量子增强长基线干涉等量子网络应用奠定了科学与技术基础。相关研究成果于5月15日在线发表在国际学术期刊《自然》杂志上。该工作使得现实量子纠缠网络的距离由几十米提升至几十公里，为后续开展分布式量子计算、分布式量子传感等量子网络应用奠定基础。该工作是国际首个城域多节点量子网络实验。

量子纠缠光子在波士顿街道下飞行了35公里

量子纠缠光子在波士顿街道下飞行了35公里访问：NordVPN立减75%+外加3个月时长另有NordPass密码管理器就像我们所熟知的互联网一样，量子网络通过光--这里是量子纠缠光子--来发送信息。但是，它们需要"中继器"，以防止这些光子像光通常所做的那样发生长距离散射，而且中继器必须能够在不破坏光子纠缠和修改信息的情况下发送光子。本次演示中部署的量子链路图。携带与量子存储器纠缠的量子信息的光子穿过剑桥和波士顿的多个街区，行程超过35公里，然后返回哈佛大学，在另一个实验室中将其纠缠转移到另一个存储器上。哈佛大学和AWS称，这些实验节点利用钻石中的空腔"捕获光线并迫使其与量子存储器相互作用"。这些节点可以利用现有的纳米加工技术批量生产。在实验过程中，研究小组将一个量子比特编码成一个光子，并将其从哈佛大学实验室的量子存储器上弹出。以下是文档摘录：当光子与量子存储器相互作用时，它就会与存储器纠缠在一起--这意味着对光子或存储器进行的测量都会提供对方的状态信息（从而修改对方的状态）。然而，光子并没有被测量（从而提取信息），而是经过量子频率转换，从可见光频率（量子存储器工作的频率）转换到电信频率（光纤中的损耗最小的频率）。然后，（现在是电信频率的）光子在地下光纤网络中来回穿梭，最后返回哈佛大学，并在那里被转换回可见光频率。最后，光子从第二个存储器弹出后，被送往一个探测器，探测器会记录光子的存在，但不会显示光中包含的任何潜在量子信息。然后，光子从可见光频率转换为电信频率，再反弹到不同的实验室，从而完成旅程。AWS称，早期实验显示，量子纠缠光子的传输距离超过35公里。纠缠光子的存储时间超过一秒，该公司称这"足以让光传播30多万公里"，足以绕地球7.5圈。网络中使用的设备示意图。位于一个光子设备（左下）内的SiV与光子纠缠，光子穿过电信光纤（上），然后与位于不同位置（右）的量子存储器相互作用。最终，两个空间上分离的量子存储器之间产生了纠缠。能源部解释说，量子网络与量子计算的原理相同，都是利用光子的量子态来携带信息。量子网络的实验已经进行了一段时间了，但还没有人制造出完全商业化的版本。AWS表示，在其量子网络具备可扩展性和商业可行性之前，还需要进行更多改进。到目前为止，它的速度还很慢，而且一次只能发送一个量子存储器。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1431207.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1431207.htm

哈佛大学团队打造量子计算新平台 实现重大纠错里程碑

哈佛大学团队打造量子计算新平台实现重大纠错里程碑哈佛大学团队开发的减少误差的方法解决了扩大技术规模的一个重大障碍。量子计算技术具有前所未有的速度和效率潜力，其能力甚至大大超过了目前最先进的超级计算机。然而，这项创新技术尚未广泛推广或商业化，主要原因是其在纠错方面存在固有的局限性。量子计算机与经典计算机不同，无法通过反复复制编码数据来纠正错误。科学家们必须另辟蹊径。现在，《自然》杂志上的一篇新论文展示了哈佛大学量子计算平台解决量子纠错这一长期问题的潜力。领导哈佛团队的是量子光学专家米哈伊尔-卢金（MikhailLukin），他是约书亚和贝丝-弗里德曼大学物理学教授，也是哈佛量子计划的联合主任。《自然》杂志报道的这项工作由哈佛大学、麻省理工学院和总部位于波士顿的QuEraComputing公司合作完成。GeorgeVasmerLeverett物理教授MarkusGreiner的研究小组也参与了这项工作。经过几年的努力，哈佛平台建立在一个非常冷的、被激光捕获的铷原子阵列上。每个原子就像一个比特（量子世界称之为"量子比特"），可以执行极快的计算。研究小组的主要创新是配置他们的"中性原子阵列"，使其能够通过移动和连接原子（物理学术语称之为"纠缠"），在计算过程中动态改变其布局。纠缠原子对的运算称为双量子比特逻辑门，是计算能力的单位。在量子计算机上运行一个复杂的算法需要许多门。然而，这些门操作是出了名的容易出错，错误的积累会使算法失去作用。在这篇新论文中，研究小组报告说，其双量子比特纠缠门的性能近乎完美，错误率极低。他们首次展示了以低于0.5%的错误率纠缠原子的能力。就运行质量而言，这使他们的技术性能与超导量子比特和困离子量子比特等其他领先类型的量子计算平台不相上下。优势与未来潜力然而，哈佛大学的方法与这些竞争对手相比具有很大的优势，因为它具有大系统规模、高效的量子比特控制以及动态重新配置原子布局的能力。第一作者西蒙-埃弗里德（SimonEvered）是卢金研究小组中哈佛大学格里芬艺术与科学研究生院的一名学生。他介绍说："我们现在的误差率已经足够低了，如果我们把原子组合成逻辑量子比特（信息在组成原子之间非本地存储），这些经过量子误差校正的逻辑量子比特的误差可能比单个原子还要低。"哈佛大学团队的研究进展与哈佛大学前研究生杰夫-汤普森（JeffThompson）（现就读于普林斯顿大学）和哈佛大学前博士后曼努埃尔-恩德雷斯（ManuelEndres）（现就读于加州理工学院）领导的其他创新成果在同一期《自然》杂志上进行了报道。综合来看，这些进展为量子纠错算法和大规模量子计算奠定了基础。所有这些都意味着，中性原子阵列上的量子计算正展现出其广阔的前景。卢金说："这些贡献为可扩展量子计算的特殊机遇打开了大门，也为整个领域的未来带来了真正激动人心的时刻。"参考文献SimonJ.Evered、DolevBluvstein、MarcinKalinowski、SepehrEbadi、TomManovitz、HengyunZhou、SophieH.Li、AlexandraA.Geim、ToutT.Wang、NishadMaskara、HarryLevine、GiuliaSemeghini、MarkusGreiner、VladanVuletić和MikhailD.Lukin的"中性原子量子计算机上的高保真并行纠缠门"，2023年10月11日，《自然》。DOI:10.1038/s41586-023-06481-y编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1404903.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1404903.htm

近日，中国科学技术大学潘建伟、包小辉、张强等科研人员首次采用单光子干涉在独立存储节点间建立纠缠，并以此为基础构建了国际首个基于纠

近日，中国科学技术大学潘建伟、包小辉、张强等科研人员首次采用单光子干涉在独立存储节点间建立纠缠，并以此为基础构建了国际首个基于纠缠的城域三节点量子网络。该工作使得现实量子纠缠网络的距离由以往的几十米整整提升了三个数量级至几十公里，为后续开展盲量子计算、分布式量子计算、量子增强长基线干涉等量子网络应用奠定了科学与技术基础。相关研究成果于5月15日在线发表在国际学术期刊《自然》杂志上。（央视新闻）

量子技术新突破：在大都市范围内实现破纪录的量子瞬移

量子技术新突破：在大都市范围内实现破纪录的量子瞬移量子远距传态利用量子纠缠和经典通信将量子信息传输到遥远的地方。这一概念已在各种量子光系统中实现，包括从实验室实验到实际的现实世界测试。值得注意的是，通过利用低地轨道Micius卫星，科学家已经成功地将量子信息传送到超过1200千米的距离。然而，目前还没有一种量子传输系统的传输速率能达到赫兹数量级。这阻碍了量子互联网未来的应用。在发表于《光科学与应用》（LightScience&Application）的一篇论文中，由电子科技大学郭光灿教授和周强教授领导的科学家团队与中国科学院上海微系统与信息技术研究所游力行教授合作，在"电子科技大学第一城量子互联网"的基础上，首次将远距传态速率提高到每秒7.1量子比特。这创下了城域范围内量子传送系统的新纪录。a,传送系统鸟瞰图。爱丽丝'A'位于网络交换室，鲍勃'B'和查理'C'分别位于两个不同的实验室。连接三个节点的所有光纤都属于UESTC主干网。在实验过程中，只有爱丽丝、鲍勃和查理创建的信号通过这些"暗"光纤传输。爱丽丝用弱相干单光子源准备初始状态，并通过量子通道将其发送给查理。鲍勃的纠缠源产生一对纠缠光子，然后通过另一个量子通道将惰光子发送给查理。查理对爱丽丝和鲍勃发送的量子比特进行联合贝尔态测量（BSM），将它们投射到四个贝尔态之一。然后，BSM结果通过经典信道发送给鲍勃，鲍勃对信号光子进行单元（U）变换，以恢复初始状态。"在实验室外演示高速量子瞬移涉及一系列挑战。这项实验展示了如何克服这些挑战，从而为未来的量子互联网树立了一个重要的里程碑，"这项工作的通讯作者周强教授说。现实世界中量子传送系统的主要实验挑战是进行贝尔态测量（BSM）。为了确保量子远传成功并提高贝尔态测量（BSM）的效率，爱丽丝和鲍勃的光子需要在光纤长距离传输后在查理处无法区分。研究小组开发了一个完全运行的反馈系统，实现了光子路径长度差和偏振的快速稳定。另一方面，研究小组使用单根光纤尾端周期性极化的铌酸锂波导来产生纠缠光子对。在此基础上，他们为远距传输系统开发出了一种具有500MHz重复率的高质量量子纠缠光源。红条是使用QST测得的保真度。蓝条是使用DSM获得的保真度。两种方法的保真度都超过了2/3的经典极限，即灰色虚线。这种基于量子光学的高速量子传送需要最灵敏的光子传感器，以便收集尽可能多的事件。游力行教授领导的团队与光子技术有限公司的同事一起，为这项实验提供了高性能的超导纳米线单光子探测器。由于探测器效率极高且几乎没有噪声，因此实现了高效率的BSM和量子态分析。研究团队采用量子态层析和诱饵态两种方法计算了远传保真度，远高于经典极限（66.7%），证实了高速城域量子远传已经实现。未来，"中国电子科技大学一号城域量子互联网"有望结合集成量子光源、量子中继器和量子信息节点，发展"高速、高保真、多用户、远距离"的量子互联网基础设施。该团队还预测，这一基础设施将进一步推动量子互联网的实际应用。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1391145.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1391145.htm